(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に取付けた空気ばねにより車体を支持する鉄道車両であって、
この鉄道車両は、予め記憶しておくか又は地上子を通過する時に入手する線路情報を保持する線路情報保持手段を備え、
台車又は車体に取付けられ、前記台車に対する前記車体の相対的な高さに応じて前記空気ばねの高さを調整する高さ調整弁の作動軸を延長し、この延長した作動軸に配置した車体傾斜用のてこで、車体傾斜用の給気用ピストン又は排気用ピストンを押すように構成すると共に、
前記作動軸を一方端部に取付け、他方端部には、前記車体又は前記台車に一方を回動可能に支持された連結棒の他方を回動可能に取付けたレバーが水平状態の時には、高さ調整用のてこは、高さ調整用の給気用ピストン及び排気用ピストンのいずれも押すことがない中立位置を維持する一方、車体傾斜用のてこは、車体傾斜用の給気用ピストンを押した状態となるようにしておき、
かつ、前記高さ調整用の給気用ピストン及び排気用ピストンと連通する高さ調整用ポートと、前記車体傾斜用の給気用ピストン及び排気用ピストンと連通する車体傾斜用ポートを切り替えるべく、前記高さ調整用ポートにＮＯ電磁弁を、前記車体傾斜用ポートにＮＣ電磁弁を配置したことを特徴とする簡易車体傾斜制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転走行中の特に曲線区間通過時に、高さ調整弁を利用して、気体式ばね例えば空気ばねに給排気を行うことで、車体の傾斜制御を簡易に行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は、曲線区間の通過時、超過遠心力によって乗心地が悪くなる場合がある。特に曲線区間の通過速度が高速の場合、超過遠心力が増大してさらなる乗心地の悪化を招く。そこで、曲線区間の通過時、車体を内軌側に傾斜させることにより超過遠心力を抑制して乗心地の悪化を防ぐ車体の傾斜制御が実施されている。
【０００３】
この車体の傾斜制御として、車体を支持する左右の空気ばねへの空気の給排気を制御してこれを伸縮させることにより傾斜させる方法がある。以下、この方式の車体傾斜制御を、空気ばね式の車体傾斜制御という。
【０００４】
この空気ばね式の車体傾斜制御装置は、空気ばねの高さから給排気指令を決定する傾斜制御器（計算機）と、給排気指令に従って電磁弁を開閉して空気ばねへの給排気を実施する電磁弁箱と、空気ばね高さを計測する高さセンサから構成されている。
【０００５】
これらの構成部品のうち、電磁弁箱は、流量の調整やフェールセーフを実現するための多数の電磁弁を組み合わせて収めたものであるため、装置が大きくなり、また組立の手間も掛かる。従って、電磁弁箱に納める電磁弁装置を簡略化できれば、車体傾斜装置のコストを下げることが可能になる。
【０００６】
そこで、高さ調整弁を利用した簡易車体傾斜制御装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案された高さ調整弁を利用した簡易車体傾斜制御装置は、作動軸をモータで正逆回転させたり、連結棒の長さを変更するという機械要素を備えるため、メンテナンスが複雑となる。また、通常の高さ調整弁の給排気量では車体傾斜に必要な流量を供給できないため、車体傾斜の動作が遅くなる。なお、大流量の高さ調整弁とすると、通常走行時の給排気が過剰となって、ハンチングなどの問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２６２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、高さ調整弁を利用した従来の簡易車体傾斜制御装置は、機械要素を備えるためにメンテナンスが複雑になり、また、通常の高さ調整弁の給排気量では車体傾斜に必要な流量を供給できないため、車体傾斜の動作が遅くなるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の簡易車体傾斜制御装置は、
高さ調整弁を利用した簡易車体傾斜制御装置であっても、メンテナンスが複雑とならず、また、車体傾斜の動作が遅くなることもないようにするために、
台車に取付けた空気ばねにより車体を支持する鉄道車両であって、
この鉄道車両は、予め記憶しておくか又は地上子を通過する時に入手する線路情報を保持する線路情報保持手段を備え、
台車又は車体に取付けられ、前記台車に対する前記車体の相対的な高さに応じて前記空気ばねの高さを調整する高さ調整弁の作動軸を延長し、この延長した作動軸に配置した車体傾斜用のてこで、車体傾斜用の給気用ピストン又は排気用ピストンを押すように構成すると共に、
前記作動軸を一方端部に取付け、他方端部には、前記車体又は前記台車に一方を回動可能に支持された連結棒の他方を回動可能に取付けたレバーが水平状態の時には、高さ調整用のてこは、高さ調整用の給気用ピストン及び排気用ピストンのいずれも押すことがない中立位置を維持する一方、車体傾斜用のてこは、車体傾斜用の給気用ピストンを押した状態となるようにしておき、
かつ、前記高さ調整用の給気用ピストン及び排気用ピストンと連通する高さ調整用ポートと、前記車体傾斜用の給気用ピストン及び排気用ピストンと連通する車体傾斜用ポートを切り替えるべく、前記高さ調整用ポートにＮＯ電磁弁を、前記車体傾斜用ポートにＮＣ電磁弁を配置したことを最も主要な特徴としている。
【００１２】
本発明の簡易車体傾斜制御装置の場合、曲線に差し掛かると、外軌側の空気ばねの車体傾斜用ポートを開き、高さ調整用ポートを閉じることで、高さ調整弁の、中立点をずらせたピストンによる給排気により、外軌側の空気ばね高さが上昇して車体が傾斜する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、高さ調整弁を利用して車体傾斜を行うので、電磁弁箱が必要でなく、装置コストを下げることができる。また、高さ調整弁に機械要素を別途備えさせることがないので、メンテナンスが複雑になることもない。さらに、車体傾斜用の空気回路が高さ調整用の空気回路と独立しているので、車体傾斜用に大流量の給排気特性を設定することで、従来の問題点であった車体の傾斜動作が遅くなることもない。またさらに、高さセンサをリミットスイッチなどで代用すれば、高さセンサを省略することも考えられる。
【００１４】
本発明の簡易車体傾斜制御装置は、傾斜角度や走行速度を細かく指定できないものの、実際の運用では車体傾斜が必要となるのは半径が非常に小さな曲線であり、そのような曲線はだいたい同じようなカント量、緩和曲線長となる。従って、傾斜角度や走行速度の微調整は不要である場合が多いので、簡易な車体傾斜制御装置としては傾斜機能のON／OFFのみ制御できれば良く、本発明の簡易車体傾斜制御装置で十分である。
【００１５】
ちなみに、例えば在来線の急曲線の典型例である曲線半径が４００m、カント量が１０５mmの場合、通常、走行速度は８０〜８５km／hr程度に設定されるが、２度の車体傾斜を実施すればこれを９０〜１００km／hrまで引き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】高さ調整弁の基本構成を示した図である。
【図２】高さ調整弁を２台装備して車体傾斜を行う場合の説明図で、（ａ）は通常走行時、（ｂ）は車体傾斜制御時を示した図である。
【図３】本発明の簡易車体傾斜制御装置の説明図で、（ａ）が平面方向からみた概略図、（ｂ）は車体傾斜用の構成部分を説明する図、（ｃ）は高さ調整用の構成部分を説明する図、（ｄ）は空気回路図を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、高さ調整弁を利用した車体傾斜制御であっても、メンテナンスが複雑とならず、また、車体傾斜の制御動作が遅くなることもないようにすることを目的とするものである。
【００１８】
そして、上記目的を、延長した作動軸に車体傾斜用のてこを配置して車体傾斜用の給気用ピストン又は排気用ピストンを押すように構成すると共に、レバーが水平状態の時には、高さ調整用のてこは、高さ調整用の給気用ピストン及び排気用ピストンのいずれも押すことがないようにする一方、車体傾斜用のてこは、車体傾斜用の給気用ピストンを押した状態にしておくことによって実現した。
【実施例】
【００１９】
以下、新しい着想について説明した後、新しい着想から課題解決に至るまでの経過と共に、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を用いて説明する。
【００２０】
高さ調整弁の基本構成を図１に示す。高さ調整弁１は、その一方端部に取付けた作動軸２を中心とするレバー３の回転により、作動軸２に取付けたてこ４によって給気用ピストン５ａあるいは排気用ピストン５ｂが押され、レバー３を水平に保つように空気ばねへの給排気が行われるようになっている。なお、その一方端部に作動軸２を取付けたレバー３の他方端部には、例えば台車に一方を回動可能に支持された連結棒の他方が回動可能に取付けられている。
【００２１】
ここで、発明者は、前記高さ調整弁１のほかに、図２（ａ）に示すように、レバー３が水平となる高さを上方にずらせた高さ調整弁６をもう１台装備させることを考えた。このような構成とすれば、車体７の傾斜時には、図２（ｂ）に示すように、曲線外側の空気ばね８の回路をもう１台の高さ調整弁６に切り替えれば、切り替えた空気ばね８の高さが上昇するので、車体７を傾斜することができる。なお、図２中の９は台車、１０は連結棒である。
【００２２】
ただし、この構成の場合、高さ調整用と車体傾斜用の２台の高さ調整弁を装備しなければならないので、装置サイズが大きくなりすぎる。
【００２３】
そこで、発明者は、高さ調整弁の装置サイズを小さくするために、２台の高さ調整弁を装備するのではなく、高さ調整弁の背面に給気用ピストンと排気用ピストンをもう一組配置し、作動軸を延長して接続することを考えた。
【００２４】
すなわち、本発明の簡易車体傾斜制御装置は、図３（ａ）に示すように、高さ調整弁１１の作動軸１２を背面側に延長し、この延長した作動軸１２に車体傾斜用のてこ１３を配置するのである。
【００２５】
そして、レバー１５が水平状態の時には、図３（ｃ）に示すように、高さ調整用の給気用ピストン１７ａ及び排気用ピストン１７ｂのいずれも押すことがない中立位置を維持する高さ調整用のてこ１６に対して、車体傾斜用のてこ１３は、図３（ｂ）に示すように、車体傾斜用の給気用ピストン１４ａを押した状態となるようにしておくのである。
【００２６】
上記構成とした場合、１台の高さ調整弁１１に、高さ調整用と車体傾斜用の機能を組み込むことができるため、装置サイズを小型化することができる。
【００２７】
上記構成に加えて、車体傾斜時の切り替えのため、図３（ｄ）に示すように、前記高さ調整用の給気用ピストン１７ａ及び排気用ピストン１７ｂと連通する高さ調整用ポート１８には、ＮＯ（ノーマルオープン）電磁弁１９を配置する。一方、前記車体傾斜用の給気用ピストン１４ａ及び排気用ピストン１４ｂと連通する車体傾斜用ポート２０には、ＮＣ（ノーマルクローズ）電磁弁２１を配置する。
【００２８】
上記構成の本発明の簡易車体傾斜制御装置では、曲線に差し掛かると、外軌側の空気ばねの車体傾斜用ポート２０に配置されたＮＣ電磁弁２１を開き、高さ調整用ポート１８に配置されたＮＯ電磁弁１９を閉じるだけで良い。
【００２９】
そうすると、給気用ピストン１４ａがてこ１３により押されているため、元だめから車体傾斜用ポート２０を通って外軌側の空気ばねに給気され、外軌側の空気ばね高さが上昇して車体の傾斜がおこなわれる。
【００３０】
その際、車体傾斜用の空気回路が高さ調整用の空気回路よりも大流量の給排気特性となるように設定しておけば、従来の問題点であった車体傾斜制御の遅さを解決することができる。
【００３１】
また、本発明の場合、従来提案された高さ調整弁を利用した簡易車体傾斜制御のように、作動軸や連結棒を機械的に動作させることがないので、構造が簡単で、信頼性が高くなる。
【００３２】
また、本発明では、電磁弁の配置を工夫することで、容易にフェールセーフ構成とすることができる。例えば、ＮＯ電磁弁を並列配置、ＮＣ電磁弁を直列配置とすればよい。
【００３３】
なお、本発明の簡易車体傾斜制御装置を適用する鉄道車両は、予め記憶しておくか又は地上子を通過する時に入手する線路情報を保持する線路情報保持手段を備えていることは言うまでもない。
【００３４】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００３５】
例えば高さ調整弁１１が車体７に取付けられている場合は、作動軸１２を一方端部に取付けた前記レバー１５の他方端部に回動可能に取付ける連結棒１０は、図２に示すように台車９に取付けられるが、高さ調整弁１１が台車９に取付けられる場合は、連結棒１０は車体７に取付けられる。
【００３６】
また、前記ＮＯ電磁弁１９、ＮＣ電磁弁２１に換えて３方向弁を用いても良い。
【符号の説明】
【００３７】
７    車体
８    空気ばね
９    台車
１０    連結棒
１１    高さ調整弁
１２    作動軸
１３    てこ
１４ａ    給気用ピストン
１４ｂ    排気用ピストン
１５    レバー
１６    てこ
１７ａ    給気用ピストン
１７ｂ    排気用ピストン
１８    高さ調整用ポート
１９    ＮＯ電磁弁
２０    車体傾斜用ポート
２１    ＮＣ電磁弁
【図１】
0005668527.tif 000002
【図２】
0005668527.tif 000003
【図３】
0005668527.tif 000004